發(fā)布時間：2017-09-07 23:08

  本文關(guān)鍵詞：耐高鹽鹵水的表面防腐技術(shù)

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【摘要】：隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展,氯和溴系化工也在迅速發(fā)展,對鹵水資源的需求量越來越大,但是隨著淺層地下鹵水的不斷開采,已經(jīng)不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,因此,地下深層鹵水資源的開采引起了廣泛的關(guān)注。與開采淺層鹵水相比,開采深層鹵水需要非常高的投資和運營費用,深層鹵水開采過程中存在的高溫、高壓、高鹽的條件,會對采輸鹵管道和采鹵構(gòu)筑物造成嚴重的腐蝕。因此,研究一種解決開采鹵水設(shè)備腐蝕問題的技術(shù),對于深層鹵水的高效、低能開采具有非常重要的意義。本文依托國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃“863”：黃河三角洲深層鹵水高效開采關(guān)鍵技術(shù),選取黃河三角洲深層鹵水作為研究對象,在全面調(diào)研文獻的基礎(chǔ)上,通過研究碳鋼設(shè)備在鹵水中的腐蝕機理,篩選耐高溫高鹽鹵水的金屬材料,研究耐高鹽鹵水的Ni-W-P表面處理技術(shù),獲得了適用于深層鹵水開采的耐高鹽鹵水腐蝕的防腐技術(shù)。并將該技術(shù)應用于深層鹵水中,獲得滿意效果。主要內(nèi)容和結(jié)果如下：(1)研究了時間、溫度、含鹽量、pH、壓力等對N80鋼在鹵水中的腐蝕速率影響,結(jié)果顯示,N80鋼在高溫高鹽鹵水中的腐蝕,隨著時間的增加,會在N80鋼表面形成一層腐蝕產(chǎn)物膜,而且腐蝕速率隨著時間的增加逐漸降低；N80鋼在高鹽鹵水中的腐蝕速率隨溫度的升高而增加,100℃時腐蝕速率比20℃時增加了18.42倍；隨著含鹽量的增加,N80鋼在40℃下的腐蝕速率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢；N80鋼在60℃下的腐蝕速率隨著壓力的增加而增加,常壓下腐蝕速率為0.2133mm/a,10MPa時腐蝕速率為0.6333 mm/a,增加了1.97倍；高鹽鹵水在pH為5.0-7.0區(qū)間內(nèi),N80鋼的腐蝕速率變化不大,在0.1mm/a附近浮動。(2)針對采鹵設(shè)備在高溫高鹽鹵水中腐蝕嚴重的問題,利用腐蝕試驗對N80鋼、7075鋁合金、2024鋁合金、Q235鋼、20#鋼、1Cr13鋼、雙相不銹鋼2205、不銹鋼316L、不銹鋼304等材料進行了耐腐蝕性對比,結(jié)果表明：在全鹽量295.4g/L、溫度95℃的常壓鹵水中,各材料的耐腐蝕順序是2205雙相不銹鋼316L不銹鋼304不銹鋼1Cr13鋼N80鋼20#鋼≈Q235鋼≈2024鋁合金7075鋁合金。(3)利用電鍍的方法在N80鋼基體上制備了Ni-W-P鍍層,通過研究電流密度、鍍液pH和溫度對電鍍Ni-W-P鍍層耐蝕性的影響,得到制備耐蝕電鍍Ni-W-P鍍層的最佳工藝參數(shù)為：電流密度8A/dm2、pH=6、溫度60℃。利用SEM、XRD、EDS等表征與分析測試手段并通過電化學和全浸腐蝕試驗,對N80鋼電鍍Ni-W-P防腐技術(shù)進行了性能測試,結(jié)果表明,N80鋼電鍍Ni-W-P鍍層后在90℃鹵水中的腐蝕速率降為原來的21%。(4)利用化學鍍的方法在N80鋼基體上制備了Ni-W-P鍍層,通過研究硫酸鎳、鎢酸鈉、次亞磷酸鈉和檸檬酸鈉等主要組分的濃度對化學鍍Ni-W-P鍍層耐蝕性的影響,得到制備耐蝕化學鍍Ni-W-P鍍層最佳鍍液配方為：硫酸鎳濃度30g/L、鎢酸鈉濃度40 g/L、次亞磷酸鈉濃度25 g/L和檸檬酸鈉濃度90 g/L,利用SEM、XRD、EDS等表征與分析測試手段并通過電化學和全浸腐蝕試驗,對N80鋼化學鍍Ni-W-P防腐技術(shù)進行了性能測試,結(jié)果表明,N80鋼化學鍍Ni-W-P鍍層后腐蝕速率降為原來的20%。(5)將所得到的鍍Ni-W-P鍍層技術(shù)應用在鹵水開采中。結(jié)果顯示：在模擬裝置中鹵水循環(huán)3d后,鍍Ni-W-P的模擬提鹵管道未出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,鹵水成分分析結(jié)果表明,該防腐技術(shù)對鹵水品質(zhì)未產(chǎn)生明顯影響；進行的3個月的實際應用試驗表明,Ni-W-P防腐技術(shù)處理的采鹵管在水溫21～40℃,含鹽量110～330g/L的鹵水中,都表現(xiàn)出了優(yōu)異的防腐效果。因此,Ni-W-P鍍層作為采鹵管防腐技術(shù),經(jīng)濟可行,可用于黃河三角洲深層鹵水的開采。
【關(guān)鍵詞】：深層鹵水 腐蝕 防腐 Ni-W-P 材料
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TS33;TG174.4
【目錄】：

• 中文摘要10-12
• Abstract12-15
• 第一章 緒論15-27
• 1.1 課題背景15-16
• 1.2 腐蝕與防護現(xiàn)狀16-22
• 1.2.1 金屬設(shè)備腐蝕研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 腐蝕的成因17-19
• 1.2.3 國內(nèi)外腐蝕防護措施19-22
• 1.3 Ni-W-P鍍層發(fā)展22-25
• 1.3.1 化學鍍Ni-W-P22-24
• 1.3.2 電鍍Ni-W-P24-25
• 1.4 課題研究內(nèi)容25-26
• 1.5 課題研究意義26-27
• 第2章 鋼鐵材料在高鹽鹵水中的腐蝕機理27-38
• 2.1 實驗部分27-29
• 2.1.1 實驗材料27
• 2.1.2 實驗儀器與試劑27-28
• 2.1.3 試驗操作28-29
• 2.2 結(jié)果與討論29-37
• 2.2.1 N80鋼在鹵水中的腐蝕過程29-32
• 2.2.2 溫度對N80鋼材料腐蝕速率的影響32-33
• 2.2.3 含鹽量對N80鋼材料腐蝕速率的影響33-34
• 2.2.4 壓力對N80鋼材料腐蝕速率的影響34-35
• 2.2.5 pH對N80鋼腐蝕速率的影響35-36
• 2.3.6 腐蝕機理分析36-37
• 2.3 小結(jié)37-38
• 第3章 耐高鹽鹵水腐蝕的材料篩選38-43
• 3.1 實驗部分38
• 3.1.1 實驗材料38
• 3.1.2 實驗儀器與試劑38
• 3.1.3 試驗操作38
• 3.2 結(jié)果與討論38-42
• 3.2.1 材料的基本性能38-39
• 3.2.2 材料的耐蝕性能39-40
• 3.2.3 材料的經(jīng)濟性分析40-42
• 3.3 小結(jié)42-43
• 第4章 耐高鹽鹵水腐蝕的電鍍Ni-W-P表面防腐技術(shù)43-52
• 4.1 實驗部分43-44
• 4.1.1 實驗材料43
• 4.1.2 試驗主要儀器與試劑43
• 4.1.3 試驗操作43-44
• 4.2 結(jié)果與討論44-51
• 4.2.1 電鍍技術(shù)參數(shù)對N80鋼電鍍Ni-W-P鍍層的影響44-48
• 4.2.2 N80鋼電鍍Ni-W-P鍍層的性能48-51
• 4.3 小結(jié)51-52
• 第5章 耐高鹽鹵水的化學鍍Ni-W-P表面防腐技術(shù)52-60
• 5.1 實驗部分52-53
• 5.1.1 實驗材料52
• 5.1.2 試驗主要儀器與試劑52
• 5.1.3 試驗操作52-53
• 5.2 結(jié)果與討論53-59
• 5.2.1 鍍液主要組分濃度對化學鍍Ni-W-P鍍層的影響53-56
• 5.2.2 N80基體化學鍍Ni-W-P鍍層的性能56-59
• 5.3 小結(jié)59-60
• 第6章 耐高鹽鹵水表面防腐技術(shù)的應用60-65
• 6.1 實驗部分60
• 6.1.1 實驗材料60
• 6.1.2 實驗主要儀器與試劑60
• 6.1.3 試驗操作60
• 6.2 結(jié)果與討論60-63
• 6.2.1 模擬應用情況60-61
• 6.2.2 現(xiàn)場應用情況61-62
• 6.2.3 應用經(jīng)濟性62-63
• 6.3 小結(jié)63-65
• 第7章 結(jié)論與展望65-67
• 7.1 主要結(jié)論65-66
• 7.2 研究創(chuàng)新點66
• 7.3 下一步工作方向66-67
• 參考文獻67-72
• 致謝72-73
• 攻讀學位期間發(fā)表論文情況73-74
• 學位論文評閱及答辯情況表74

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本文編號：810436